專利名稱：具有接收天線裝置的磁共振設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備，其包括磁系統(tǒng)，借助該磁系統(tǒng)可以在激勵區(qū) 域內(nèi)產(chǎn)生磁場，基于該磁場可以在激勵區(qū)域內(nèi)激勵檢查對象發(fā)射出磁共振信號， 該磁共振設(shè)備還包括具有多個用于接收所述磁共振信號的局部線圈的接收天線 裝置，該接收天線裝置的磁場內(nèi)設(shè)置在檢查對象附近并且包括基本部件和附加 部件，其中所述附加部件可以裝配在基本部件上，從而使檢查對象位于基本部 件和附加部件之間，在此該多個局部線圈分別與一個用于對磁共振信號進行分 析的分析裝置連接。
背景技術(shù)：
這樣的磁共振設(shè)備是普遍公知的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，利用所謂的整體天線或者利用局部線圈來獲取由檢查對象 發(fā)射的磁共振信號。如果用整體天線接收磁共振信號，則可以接收來自整個激
勵區(qū)域的磁共振信號。但是該接收只能以比較低的信噪比(SNR)來實現(xiàn)。因 此在磁共振設(shè)備中更多地采用局部線圈，通常采用多個局部線圈。局部線圈設(shè) 置在檢查對象(通常為人體)的附近，因此可以用良好的SNR接收，即使是只 來自激勵區(qū)域的一小部分的磁共振信號。此外，基于由局部線圈這樣的設(shè)置而 導(dǎo)致的位置分辨率，可以補充通過梯度場的位置編碼。由此還可以減少拍攝所 需要的測量時間。
在現(xiàn)有技術(shù)的磁共振設(shè)備中，所有局部線圈都通過相應(yīng)數(shù)量的、設(shè)置在患 者臥榻上的插頭和可移動的電纜樹引導(dǎo)至設(shè)置在機體上的分析裝置。由于所采 用的長的、薄電纜的衰減，必須在局部線圈中設(shè)置前置放大器。此外每個局部 線圈還必須包含一個失諧電路，用于在未使用和發(fā)射時抑制該局部線圈。還必 須在長的電纜樹中插入費事的同步扼流圈(所謂的表面波陷波器)，用于在發(fā)射 時限制感應(yīng)的電壓。
DE 10130615 C2已經(jīng)公開了 一種用于局部線圈的插接式連接，該插接式連
接無接觸地工作，也就是通過感應(yīng)耦合。該文獻已經(jīng)是一種進步，因為為了將 局部線圈與分析裝置耦合不再需要局部線圈和分析裝置之間的電氣接觸。但是 與以往一樣還需要通過操作人員進行主動的插入連接。還必須將局部線圈有針 對性地與分析裝置連接或者與分析裝置分離。
由DE 3500456 C2公知局部線圈與整體天線的耦合。在此雖然實現(xiàn)了無接 觸的耦合，但是該耦合只對一個單獨的局部線圈可行，并且是只能在該局部線 圈具有合適的取向時。DE3500456C2的教導(dǎo)因此不能擴展到多個局部線圏。此 外在此還必須將局部線圈主動地與整體天線連接或與整體天線分開。
由EP0437049A2公知局部線圈直接感應(yīng)地與緊鄰該局部線圈的另 一個線 圈耦合。在該文獻中也必須將局部線圏與分析裝置主動地連接或斷開。
Heid和Vester在本申請人的同才羊未決專利申請"Magnetresonanzanlage mit einem Gmndkoerper und einer Patientenliege，，, 文獻號為DE102005056711B3中 描述了克服^f茲共振設(shè)備的可移動部件和固定基本部件之間的機械插接式連接的 第一規(guī)則。
在該文獻中描述了將局部線圈與MR系統(tǒng)無繩連接的概念。該耦合是電感
或電容式的。但是該建議沒有解決在天線裝置中的電連接的問題，該天線裝置
用于特定的體部件并且可以按照需要安裝到磁共振設(shè)備中。例如為了檢查患者 頭部將與頭形匹配的天線裝置安裝到磁共振設(shè)備中，在該磁共振設(shè)備中局部線
圈設(shè)置在檢查組織附近，并由此在改善信噪比的同時保證更強的信號。
US2005/0242812A1公開了 一種具有線圈的高頻裝置，該線圈包括第一高 頻線圈用于接收磁共振信號，而且該高頻裝置包括具有第二高頻線圖的第二單 元，利用該第二高頻線圈與第一高頻線圈無關(guān)地接收磁共振信號。第一和第二 單元由支架部件承載。該支架部件可以從第一和第二單元的至少一個上取下。 支架部件配置為使人可以改變第一單元相對于第二單元的取向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于繼續(xù)發(fā)展本文開頭所述類型的磁共振設(shè)備， 使得具有一個或多個局部線圈的接收天線裝置可以簡單而又可靠地與分析裝置 耦合，并使位于激勵區(qū)域內(nèi)的電導(dǎo)體盡可能地少。
優(yōu)選的，所述基本耦合元件通過前置放大器與分析裝置連接。 在另一個優(yōu)選實施方式中，基本耦合元件這樣實施，使得在局部線圈不能
與分析裝置耦合時使局部線圈失諧。
在另一個優(yōu)選實施方式中，所述基本耦合元件和附加耦合元件實施為感應(yīng) 傳輸裝置。
在另一個優(yōu)選實施方式中，在第一基本耦合元件和局部線圏之間設(shè)置一個 包括多個電容器的電容式轉(zhuǎn)換電路。
在另 一個優(yōu)選實施方式中，基本耦合元件和附加耦合元件實施為電容傳輸 裝置。
在另 一個優(yōu)選實施方式中，所述附加耦合元件和基本耦合元件分別實施為 窄耦合條對。
在另一個優(yōu)選實施方式中，所述附加耦合元件的耦合條的長邊彼此相鄰。 在另一個優(yōu)選實施方式中，所述附加耦合元件與一個扼流圈并聯(lián)。 在另一個優(yōu)選實施方式中，在基本耦合元件和分析電路之間設(shè)置一個電 路，該電路在從局部線圈通過附加耦合元件和基本耦合元件向分析電路輸入磁 共振信號時補償局部線圈、附加耦合元件和基本耦合元件的串聯(lián)無功電阻，然 后在沒有附加耦合元件與基本耦合元件共同作用時基本耦合元件失諧。
在另一個優(yōu)選實施方式中，所述基本耦合元件可以借助可控截止電路失諧。
在另一個優(yōu)選實施方式中，在基本部件體耦合元件和分析電路之間設(shè)置一 個信號分向濾波器，該信號分向濾波器與高頻驅(qū)動元件連接，而且只要安裝了 附加部件，由高頻驅(qū)動元件輸出的磁共振激勵信號就可以通過基本耦合元件和 附加耦合元件饋入局部線圈。


其它優(yōu)點和細節(jié)由下面結(jié)合附圖對實施例的描述來給出。在此 圖1以透視的、部分透明的圖示出針對患者頭部的磁共振設(shè)備，
圖2以透視圖示意性示出圖l的天線裝置，
圖3示意性示出圖1和圖2的天線裝置的電連接，
圖4示意性示出附加耦合元件相對于基本耦合元件的可能排列，
圖5示意性示出從局部線圈到分析裝置的信號流，
圖6和圖7分別示出局部線圈和具有電容轉(zhuǎn)換電路的附加耦合元件,
圖8示意性示出從局部線圈到分析裝置的信號流，
圖9示出本發(fā)明的傳輸裝置的擴展。
附圖不是按照比例繪制的。只要沒有特別申明，在附圖中相同或作用相同 的元件具有相同的附圖標記。
具體實施例方式
圖1以透視和部分透明的圖示意性示出一個磁共振設(shè)備，在該磁共振設(shè)備 中安裝了移動天線裝置，利用該天線裝置有針對性地檢查患者的身體部位。在 附圖和以下描述中，假定這是檢查患者的頭部，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理 解下面的觀察也可以相應(yīng)地用于其它身體部位如四肢。
用于檢查患者1的磁共振設(shè)備基本上包括至少一對線圈2和3,用于在檢 查地點產(chǎn)生基本上均勻的磁場，患者l就位于該磁場中。此外磁系統(tǒng)另外還具 有用于產(chǎn)生區(qū)分位置的梯度場的梯度磁鐵以及其它磁鐵。
通過(未示出的)發(fā)射線圈將高頻場輻射到檢查對象1中，以便在對象1 中產(chǎn)生時間上有間隔的自旋回波。
可以借助(未示出的)整體天線獲取所發(fā)射的磁共振信號并輸入分析裝置， 由該分析裝置可以對磁共振信號進行分析。通過這種方式只能定性地、價值低 地再現(xiàn)檢查對象l。因此在由線圈對2、 3 (以及必要時其他線圈)產(chǎn)生的主磁 場中采用具有局部線圈的天線裝置4,這些局部線圈可以通過這種方式被帶到 檢查對象l附近。天線裝置4由基本部件5和附加部件6組成?；静考?可 以在》茲共振設(shè)備內(nèi)部移動，并且只對檢查本身而固定在磁共振設(shè)備的某個地點。 附加部件6可以從基本部件5上取下，由此患者1可在其中舒適和最佳地定位， 并且其僅為了檢查目的而安裝在基本部件5上。
下面借助圖2解釋天線裝置4的細節(jié)。天線裝置4的基本部件5以及附加 部件6都具有多個局部線圈7。這些局部線圈分別分布在基本部件5或附加部 件6上，從而局部線圈盡可能靠近檢查對象。在圖2中局部線圈7作為橢圓示 出。在基本部件5中示出4個這樣的線圈7,在附加部件6上分布著5個局部 線圈7。通常局部線圈7在天線裝置4上的分布取決于天線裝置4的幾何形狀。 但是通過局部線圏7可以按照這種方式一如果每個局部線圏7只在一小塊體積 上 一 總共獲取到明顯更高價值的磁共振信號。
在現(xiàn)有技術(shù)中局部線圈7分別通過一根(未示出的)電纜與分析裝置連接， 在該分析裝置中對由局部線圏7獲取的信號進行分析并為了顯示而進行準備。
相反，按照本發(fā)明只有幾個局部線圈7直接通過對應(yīng)的電纜與分析裝置連
接，而其它局部線圏7通過合適的傳輸裝置與分析裝置連接。局部線圈7與分 析裝置連接的方式是本發(fā)明的內(nèi)容并在下面借助圖3解釋。
如從圖2已經(jīng)給出的，在檢查對象1上通常設(shè)置多個局部線圈7。這些位 于基本上固定安裝的天線裝置中的局部線圈7通過電纜連接與分析裝置連接。 在圖3的磁共振設(shè)備的實施方式中，底部基本部件5中的局部線圈7相應(yīng)地通 過多芯傳輸電纜8與分析裝置9連接，其中電纜8的單導(dǎo)線都用8a表示。
另外，在天線裝置4的附加部件6中局部線圈7沒有直接與分析裝置9電 纜連接，而是與各自的傳輸裝置連接，該傳輸裝置實現(xiàn)局部線圈7和分析裝置 9之間的無繩信號傳輸。該傳輸裝置分別由附加耦合元件IO和基本耦合元件11 組成。每個附加耦合元件IO通過自己的單導(dǎo)線12與一個局部線圈7連接。類 似地，每個基本耦合元件11通過自己的單導(dǎo)線13與分析裝置9連接，其中多 個單導(dǎo)線13從特定的點開始就作為多芯傳輸電纜8傳導(dǎo)。
附加耦合元件10與附加部件6固定連接。在此該附加耦合元件IO設(shè)置在 附加部件6的預(yù)定位置上。這些位置在下面稱為停放位置，只要需要，因為這 些位置是相對于基本部件5來確定的。
基本耦合元件11同樣位于基本部件5的(未示出)預(yù)定位置上。如果附 加部件6安裝在基本部件5上，則這些位置恰好設(shè)置在上述停放位置對面，從 而在兩個耦合元件之間達到穩(wěn)定而可靠的感應(yīng)或電容耦合。
為了將測量空間中可自由鋪設(shè)的電纜數(shù)量保持在盡可能地少，多芯傳輸電 纜8匯集在插座裝置8c中的有利的鋪設(shè)位置，并從該位置開始作為單個電纜束 8b繼續(xù)引導(dǎo)至實際的分析裝置。電纜束8b通過圍繞單個電纜8的包絡(luò)線表示。 在圖3中通過虛線框表示的插座裝置8c優(yōu)選直接位于基本部件5中，從而在理 想情況下只有從接收天線裝置4到分析裝置9的電纜束8b位于測量空間內(nèi)。由 此在準備測量時的醫(yī)務(wù)人員的成本降至最低。
下面結(jié)合圖4詳細解釋通過具有耦合元件10、 11的傳輸裝置來傳輸信號。
在圖4中用實線示出傳輸信道。按照圖4局部線圈7與附加耦合元件10 連接。該附加耦合元件10與基本耦合元件11耦合?；抉詈显?1通過前置 放大器14與分析裝置9連接。
通常在特定時刻存在多個這樣的傳輸信道。這在圖4中針對兩個另外的傳 輸信道用虛線示出。下面首先而且只考察實線繪出的傳輸信道，其元件7、 10、 11在下面稱為第一元件7、 10、 11，即第一局部線圈7、第一附加耦合元件10 和第一基本耦合元件11。
按照圖5，附加耦合元件10和基本耦合元件11例如實施為感應(yīng)耦合元件 10、 11。局部線圈7因此具有電感Ll，附加耦合元件10具有電感L2，基本耦 合元件11具有電感L3。局部線圈7在此借助具有電容C1的電容器15與磁共 振設(shè)備的拉莫爾頻率相調(diào)諧。
如果附加耦合元件10與一個基本耦合元件11耦合，則電容器15和附加 耦合元件10構(gòu)成一個振蕩電路，該振蕩電路在磁共振設(shè)備的拉莫爾頻率下產(chǎn)生 共振。因此附加耦合元件IO這樣構(gòu)成，在局部線圈不能與分析裝置9耦合時該 附加耦合元件10使得局部線圈7失諧。為了防止附加耦合元件10可能的錯誤 工作，在此可以在必要時還在局部線圈7中安裝一個保險元件，例如常見的保 險絲。
應(yīng)當按照類似的方式同樣斷開基本耦合元件11,如果在基本耦合元件11 對面沒有附加耦合元件10的話。因此為基本耦合元件11配備一個可控制的截 止電路24。該截止電路24在最簡單的情況下由電容器16、線圈17和PIN二 極管18組成。電容器16具有電容C3，線圈17具有電感L4。如果控制PIN二 極管18,則線圈17和電容器16構(gòu)成一個在磁共振設(shè)備的拉莫爾頻率下共振的 截止電路。截止電路24因此將前置放大器14和基本耦合元件11分開。基本耦 合元件11由此在拉莫爾頻率時與前置放大器14去耦，也就是借助截止電路24 失諧。
相反，如果基本耦合元件11與附加耦合元件IO耦合，則必須區(qū)分發(fā)射情 況和接收情況。
在發(fā)射情況下控制截止電路24?；抉詈显?1因此沒有與附加耦合元 件10耦合，從而附加耦合元件10繼續(xù)使局部線圈7失諧。
相反，在接收情況下不控制截止電路24,從而局部線圈7通過附加耦合元 件IO和基本耦合元件11與前置放大器14耦合。這樣選擇線圈17的電感L4， 使得在這種情況下局部線圈7僅是被加載了高阻值。
由局部線圈7、電容器15和附加耦合元件IO組成的圖5的單元是可以工 作的，但是具有較低的SNR。因此優(yōu)選按照圖6和圖7在附加耦合元件10和 局部線圈7之間設(shè)置一個電容式轉(zhuǎn)換電路19,該轉(zhuǎn)換電路具有多個電容器20。 在圖6和圖7中用實線繪出的電容器20在此是必需的，虛線示出的電容器20
只是可選的。利用按照圖6和圖7的實施方式可以將SNR的惡化限制在1°/0到 2%。
附加耦合元件IO應(yīng)當構(gòu)成為不與(未示出的)整體天線的激勵場相耦合。
在上述示例中考察了感應(yīng)式傳輸?？商鎿Q地，基本耦合元件11和附加耦 合元件IO還可以實施為電容式耦合元件。這在圖8中示意性示出。
在按照電容式耦合元件22的形式的實施方式中，根據(jù)圖8在基本耦合元 件11和分析電路9 (或前置放大器14)之間優(yōu)選設(shè)置一個電路23。根據(jù)圖8, 電路23具有一個或(如圖所示)兩個扼流圈21以及一個截止電3各24。截止電 路24相當于圖5的截止電路。
電路23具有兩個功能。 一方面該電路在通過附加耦合元件IO和基本耦合 元件11從局部線圈7向分析裝置9輸入磁共振信號的情況下補償局部線圈7、 附加耦合元件10和基本耦合元件11的串聯(lián)無功電阻。另 一方面該電路在附加 耦合元件10沒有與基本耦合元件11共同作用的情況下使基本耦合元件11失 諧，使得基本耦合元件11在磁共振設(shè)備的拉莫爾頻率時不共振。
此外附加耦合元件10與扼流圈21并聯(lián)，從而附加耦合元件10和扼流圈 21在磁共振設(shè)備的拉莫爾頻率時形成高頻的截止電路。因此在電容耦合的情況 下，附加耦合元件IO也實施為在局部線圈7不能與分析裝置9耦合時使局部線 圈7失諧。
本發(fā)明的上述實施方式涉及從局部線圈7向分析裝置9傳輸磁共振信號。 局部線圈7因此作為接收線圈運行。根據(jù)圖9,局部線圈7還可以作為發(fā)射線 圏運行。其有效性與耦合元件22是實施為電容耦合元件對還是實施為電感耦合 元件對10、 11無關(guān)。
按照圖9,在基本耦合元件11和分析電路9之間設(shè)置一個信號分向濾波器 25。信號分向濾波器25與高頻驅(qū)動元件26連接。由此從高頻驅(qū)動元件26輸出 的磁共振激勵信號可以通過基本耦合元件11和附加耦合元件IO饋入局部線圈 7。這當然只在附加部件6安裝在基本部件5上從而使對應(yīng)的耦合元件9、 11 彼此耦合時有效。
權(quán)利要求
1.一種磁共振設(shè)備，包括磁系統(tǒng)(2，3)，借助該磁系統(tǒng)可以在激勵區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生磁場，基于該磁場可以在激勵區(qū)域內(nèi)激勵檢查對象(1)發(fā)射出磁共振信號，具有多個用于接收所述磁共振信號的局部線圈(7)的接收天線裝置(4)，該接收天線裝置在磁場內(nèi)設(shè)置在檢查對象附近并包括基本部件(5)和附加部件(6)，其中所述附加部件(6)可以裝配在基本部件(5)上，從而使檢查對象(1)位于基本部件(5)和附加部件(6)之間，其中，所述多個局部線圈(7)分別與一個用于對磁共振信號進行分析的分析裝置(9)連接，在附加部件(6)中多個局部線圈(7)分別通過設(shè)置在基本部件(5)的一個預(yù)定基本部件位置上的基本耦合元件(11)以及設(shè)置在該附加部件(6)的一個預(yù)定附加部件位置上的附加耦合元件(10)與分析裝置(9)連接，當附加部件(6)裝配在基本部件(5)上時，由局部線圈(7)接收的磁共振信號就可以通過附加耦合元件(10)和基本耦合元件(11)輸入分析裝置(9)，其特征在于，在所述基本耦合元件(11)和分析電路(9)之間設(shè)置一個電路(23)，該電路在從局部線圈(7)通過附加耦合元件(10)和基本耦合元件(11)向分析電路(9)輸入磁共振信號時補償局部線圈(7)、附加耦合元件(10)和基本耦合元件(11)的串聯(lián)無功電阻，然后在沒有附加耦合元件(10)與基本耦合元件(11)共同作用時使基本耦合元件(11)失諧。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述基本耦合元件(11) 通過前置放大器(14)與所述分析裝置(9)連接。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述基本耦 合元件(11)實施為當所述局部線圈(7)不能與分析裝置(9)耦合時使局部 線圈(7)失諧。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述基本耦 合元件(11)和附加耦合元件(10)實施為感應(yīng)傳輸裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的^f茲共振設(shè)備，其特征在于，在第一基本耦合元件(11 )和局部線圈(7)之間設(shè)置一個包括多個電容器(22)的電容式轉(zhuǎn)換電路(21 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述 基本耦合元件(11 )和附加耦合元件(10)實施為電容傳輸裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述附加耦合元件 (10 )和基本耦合元件(11 )分別實施為窄耦合條對。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述附加耦合元件 (10)的耦合條的長邊彼此相鄰。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述附加耦合 元件(10)與一個扼流圏(21 )并聯(lián)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，在所 述基本耦合元件(11 )和分析電路(9)之間設(shè)置一個電^各(30),該電路在從 局部線圈(7 )通過附加耦合元件(10 )和基本耦合元件(11 )向分析電路(9 ) 輸入磁共振信號時補償局部線圈(7 )、附加耦合元件(10 )和基本耦合元件(11) 的串聯(lián)無功電阻，然后在附加耦合元件(10)不與基本耦合元件(11)共同作 用時使基本耦合元件(11 )失諧。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述基本耦 合元件(11 )可以借助可控截止電路(24)失諧。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，在所述基本 部件體耦合元件(11)和分析電路(9)之間設(shè)置一個信號分向濾波器(25), 該信號分向濾波器與高頻驅(qū)動元件(26 )連接，而且當安裝了所述附加部件(6 ) 時，由高頻驅(qū)動元件(26)輸出的磁共振激勵信號就可以通過基本耦合元件(11 ) 和附加耦合元件(10)饋入局部線圈(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備，包括磁系統(tǒng)，借助其在激勵區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生磁場，基于該磁場在激勵區(qū)域內(nèi)激勵檢查對象發(fā)射出磁共振信號；具有多個用于接收磁共振信號的局部線圈的接收天線裝置，其在磁場內(nèi)設(shè)置在檢查對象附近；基本部件和附加部件，附加部件可以裝配在基本部件上，使檢查對象位于基本部件和附加部件之間。多個局部線圈分別與分析磁共振信號的分析裝置連接。為使天線裝置簡單而可靠地與分析裝置耦合，使激勵區(qū)域中的電導(dǎo)體盡可能少，局部線圈分別通過設(shè)置在基本部件預(yù)定位置上的基本耦合元件和設(shè)置在附加部件預(yù)定位置上的附加耦合元件與分析裝置連接，當附加部件裝配在基本部件上時，磁共振信號通過附加耦合元件和基本耦合元件輸入分析裝置。
文檔編號A61B5/055GK101176665SQ20071018507
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者休伯特斯·費希爾, 托馬斯·孔德納, 馬丁·赫格特 申請人:西門子公司